스타십(스페이스X)
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호기심과 가능성으로 가득 차있는, 별 너머로 떠나는 여행. 그것이 우리 인간의 미래입니다.
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- 일론 머스크, 2019년 9월 28일 스타십 최신 발표회에서
1. 개요
스페이스X에서 개발중인 다목적 초대형 우주발사체. 단기적으로는 팰컨 9과 팰컨헤비를 대체하며 달과 화성 탐사, 그리고 장차 먼 미래의 행성간 탐사 계획까지 고려해 설계된 기체다.
우주선(2단부)인 "스타십(Starship)"과 부스터(1단부)인 "슈퍼헤비(Super heavy)"로 구성된다. 전장 120m, 직경 9m로 전장 110.6m였던 새턴 V 로켓을 제치고 역사상 최대, 최고 성능의 로켓이 될 예정이다. 슈퍼헤비 부스터는 사실상 지구에서만 필요하기에 스타십 우주선이 메인이고, 따라서 로켓 전체를 일컬어 스타십 발사 시스템(Starship Launch System)으로 표기한다는 일론 머스크의 언급이 있다.
2. 역사
지금까지 수행된 우주 프로젝트들에 비해 너무 앞서나간, 심지어 SF 같은 인상마저 주는 탓에 실현 가능성에 의구심을 표하는 시선도 있지만 장기계획의 일정이나 일부 사항에서 과장이 좀 섞여있을지언정 지나치게 비현실적인 요소는 없다. 사실 큰 틀에서 보자면 완전히 새로운 내용도 아니다. 이미 1970년대에 NASA가 아폴로 프로그램의 후속 프로젝트로 달 탐사는 물론이고 외행성 탐사까지 염두에 두고 추진했다가 정치인들이 우주개발에 관심을 끊어버리며 좌초된 우주수송시스템(Space Transportation System)이라는 재사용 가능한 우주선과 그를 통한 행성간 탐사에 대한 페이퍼 플랜이 존재했었다.
유머러스하게 작명하는 스페이스X 답게 ITS 후에 나온 축약어들이 하나같이 비범하다. 아무리봐도 둠의 BFG9000을 노린 듯한 BFR이라던가 나사의 '''S'''pace '''L'''aunch '''S'''ystem을 정면에서 까버리는 듯한 '''S'''tarship '''L'''aunch '''S'''ystem이라던가...[6]
3. 구성
3.1. 스타십 (Starship)
본격적으로 사람을 다양한 행성으로 실어나를 우주선이다. 슈퍼 헤비가 사용하는 것과 같은 해수면 엔진 3기와 진공엔진 3기로 구성된다.
일론 머스크의 말에 따르면 Super Heavy 없이 Starship만으로도 SSTO식 운용이 가능하다고는 한다. 다만 페이로드의 양이 극단적으로 줄어들게 되고 엔진 수명이 크게 감소할 수 있어 Super Heavy 로켓을 1단으로 사용하여 발사하는 것. 동체에는 네 개의 날개와 6개의 랜딩 기어가 달리는데, 날개는 구동이 가능한 날개이며 대기권 재진입 시 날개를 상하로 움직여 항력을 조절해 기체를 제어한다. 또한 200kW를 생산할 수 있는 태양 전지판을 갖추고 있으며, 화성에 도착하는 데는 80일에서 150일 가량이 소요된다. 객실과 식당은 물론 영화 관람 장비 등 편의시설 역시 탑재할 예정.
탑승 인원은 80~120명. NASA가 만들고 있는 오리온 다목적 유인 우주선 & Deep Space Habitat [7] 같은 '유인 탐사선'을 넘어 우주 여객선에 가까운[8] 크고 아름다운 물건이다.
지구에서 떠날 때는 1단 로켓에 실려서 발사되지만 화성에서는 낮은 중력과 대기 밀도 덕분에 부스터가 필요하지 않아 자력으로 이륙하여 귀환 여정에 오르게 된다. 편도 여행만 가능했던 이전의 화성행 로켓들과 다른 부분. 이때 연료로 쓰일 액체 메탄은 '''화성 현지'''에서 직접 생산한다. [9]
ITS 시절 컨셉아트에는 유로파, 토성 등에 간 모습도 나오지만 기술적으로 근시일 내에 실현하기 힘든 구상인 만큼 아직까지는 컨셉에 불과한 것으로 보인다. 그 와중에 정말 뜬금없이 명왕성에 간 컨셉 아트도 공개하고 머스크가 프리젠테이션에서 태양계를 묘사하면서 명왕성과 에리스까지 끼워넣는 바람에 많은 명왕성 지지자들이 열광했다. 그 후 공개된 스타십 컨셉아트에는 달과 화성만이 포함되어있다. 로켓의 화물칸 넓이가 거의 우주정거장이라 불러도 손색없는 수준이고 무인 미션이라고 해도 로버 같은 열악한 소형 로봇들을 풍선에 포장해서 낙하산에 붙여 보내는 아슬아슬한 방식에 기댈 필요 없이 로켓을 통째로 착륙시켜 훨씬 크고 다양한 기계들을 한꺼번에 탐사 장소에 전개할 수 있는지라 스타십의 성능이 충분히 증명된다면 행성 탐사에 있어서 새로운 차원이 열릴 것이라는 기대는 허황된 것은 아니라고 할 수 있다.
2019년 공개된 컨셉아트에는 달, 화성, 토성이 등장했으며 토성 관련 계획은 막연하지만 달에는 월면 기지를, 화성에는 도시를 건설하는 크고 아름다운 프로젝트를 스타십을 통해 진행하겠다고 공언하였다. 그리고 현재는 테스트 시설밖에 없는 텍사스 보카치카에 2020년대 내로 우주 공항을 건설하여 스타십 발사대를 세우겠다는 공약을 발표하였다.
일론 머스크의 계획에 따르면 우선 우주여객선 및 화성행 화물선부터 제작할 예정이라 하였으나, 위성 수송용 스타십이나 [11] 국제우주정거장 접안용 [12] 으로 도킹 장비가 추가된 버전도 구상 중이며 이를 통해 팰컨 계열 로켓들을 장기적으로 대체해 나갈 예정이라고 한다.
스페이스X 공식 홈페이지에 따르면, 위성 발사용 스타십은 우주비행사 및 화물을 태우는 공간(cabin)을 모두 페어링으로 활용하고 전면부에 거대한 뚜껑을 설치해 현존하는 우주발사체들을 모두 뛰어넘는 크고 아름다운 페이로드 용적을 업계 최저가로 제공하여 팰컨 9나 팰컨 헤비를 능가하는 가성비를 자랑한다고 하며 제임스 웹 우주 망원경보다도 더 큰 우주 망원경을 얼마든지 쏠 수 있다고 한다. [13] 또 국제우주정거장 미션을 수행하는 스타십을 소개하는 코너에서는 1,100 세제곱미터의 용적을 통해 엄청나게 많은 화물과 우주비행사들을 ISS에 보낼 수 있고, 엔진 주위의 Aft Cargo 구역에 비감압 페이로드를 추가로 적재할 수 있다는 점을 강조하여 스타십이 드래곤 우주선의 후예임을 강조하였다.
3.1.1. 스타십 탱커 (Starship Tanker)
기본적으로 스타쉽과 같지만 단지 소유즈와 프로그레스의 관계처럼 사람 태울 공간까지 연료로 꽉꽉 채운 형태이다. 일종의 지구 저궤도용 '''급유선'''. 화성이나 다른 행성으로 출발 할 스타쉽에 연료 보급 후 지구로 귀환한다. 100회 재사용 가능.
컨셉 비디오에서는 한 번의 급유만 나왔지만 실제로는 1,900톤의 연료를 재보급해야 하기 때문에 최소 3회~최대 5회 반복 후 화성으로 출발한다.
3.2. 슈퍼 헤비 부스터 (Super Heavy Booster)
지구에서 지구 저궤도로 Starship와 Starship Tanker를 쏘아보내기 위한 1단 로켓. 높이는 68m이다.
개발에 성공한 액체메탄 엔진 '랩터' [14] '''28개'''[15]로 추진된다. 이는 총 72MN에 달하는 추력을 갖는다. 결국 1단에 30개의 엔진을 달았던 N1 로켓에 버금가는 무지막지한 클러스터링을 보여주게 되었다.
팰컨 9의 1단로켓의 착륙 프로세스와 마찬가지로 성층권에서 분이된 로켓이 발사대 옆에 마련된 착륙장로 귀환하며, 연료 재보급 및 정비를 거치고 스타쉽 탱커를 장착한 후 '''즉시''' [16] 재발사될 수 있다. 비유하자면 항공모함 함재기들이 폭탄만 만땅으로 탑재하고 뜬 뒤 연료는 주변 급유기들에게서 빨아먹고서 작전에 들어가는 격. 인터스테이지에는 팰컨 9와 같은 메커니즘으로 작동하는 다이아몬드형 그리드 핀이 달려 있고, 팰컨 9과는 달리 고정된 착륙용 핀이 6개 장착된다.
2020년 12월 31일, 일론 머스크가 슈퍼헤비의 랜딩기어를 삭제하고 그리드 핀을 사용해 발사 타워에 거는 방식의 착륙으로 변경되었다는 사실을 트윗으로 밝혔다. # 랜딩기어를 제거함으로써 슈퍼헤비의 중량이 감소하여 연료 효율은 증가하고 생산 비용은 절감된다는 장점이 있다. 하지만 지금까지 시도된 적 없는 방식이기 때문에 스타십 개발 과정에서 제안되었다가 적용을 포기한 연료 분사식 동체 냉각 시스템처럼 실기체에는 사용되지 않을 가능성도 있다.
4. 구조
4.1. 연료탱크
SpaceX 는 스타십의 연료탱크도 스테인리스를 접합해서 제작하고 있다. 즉 스타십의 연료탱크 옆면은 곧 스타십 우주선의 외벽이나 다름없다.
- SN7 탱크를 기존 SN5와 SN6의 소재이던 301스테인리스 스틸에서 304L스테인리스 스틸로 바꾸어 테스트했더니 결과가 좋아서 앞으로의 스타쉽 기체에서는 304L 스테인리스 스틸이 사용될것으로 보인다. SN5와 SN6는 이미 만들어진 이상 소재를 변경할일은 없을것으로 보인다.
- SN12부터는 하부 배관(Thrust Puck)이 소폭 변경되었다. 기존 배관은 연료주입 시 압력 문제가 있어 개선이 필요한 상황이었다.
4.2. 엔진
4.2.1. 해수면 랩터엔진 (Raptor Sea-Level Engine)
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왼쪽이 해수면 랩터엔진. 오른쪽이 진공 랩터엔진.
대기권 내에서 주로 쓰이는 엔진. 스타쉽에는 3개의 해수면 엔진과 3개의 진공 엔진이 탑재되며 대기권 밖으로 나갈 일이 없는 슈퍼헤비는 해수면 엔진만이 탑재된다. 자세한 내용은 랩터 엔진을 참조.
4.2.2. 진공 랩터엔진 (Raptor Vacuum Engine)
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위 그림에서 오른쪽이 진공 엔진.
대기권 밖 우주공간에서 최대의 효율을 내는 FFSC (Methalox Full-Flow Staged Combustion)를 원형으로 개발되었으며 여러가지 변경을 통해 기존보다 추력과 효율면에서 많은 발전을 이루었다.
4.3. 날개 (Starship)
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스타쉽에는 기존 로켓에서 볼 수 없었던 날개 4개가 부착되어 있다. 이는 지금까지 버려지던 레거시 스타일의 로켓이나 팰콘 9처럼 지구로 되돌아오는 로켓과는 달리, 대기권 재돌입시 자세제어를 위한 것이다.
팰콘 9에 없는 날개가 붙은 이유는 스타쉽은 행성간 이동과 착륙이 가능하도록 고려되었기 때문이다. 비교하자면 팰콘 9의 2단 로켓이 스타쉽과 비슷한 위치인데 만약 2단 로켓이 임무완료 후 지구로 착륙을 해야 했다면 마찬가지로 날개가 고려됐을 것이다. 팰컨9 1단 로켓은 중간에 되돌아온다는 전제 하에 만들어졌기에 이런 식의 날개는 필요없지만, 빠른속도로 이동중인 2단 로켓이 연료를 소모하지 않고도 속도를 낮추면서 자세를 제어하는 데에 공기만큼 좋은 것도 없기 때문이다. 공기마찰에 의한 손상만 고려된다면 로켓보호를 위한 Entry burn으로 재진입 속도를 줄일 필요도 없으며 마지막에 Suicide burn [19]으로 착륙만 하면 되기에 날개를 설계한 것은 아주 좋은 선택이라 할 수 있다.
스타쉽의 날개를 움직이기 위해 테슬라 전기 자동차에서 쓰이는 모터와 배터리가 쓰였다. # 일론 머스크와의 인터뷰에서 공개된 바에 따르면 테슬라 모델3의 모터와 헤더탱크에 붙어있는 4개의 100킬로와트급 배터리로 날개를 제어한다. 기존에는 오일펌프로 제어할 예정이었으나 모터와 배터리를 사용한 덕분에 무게와 비용을 절감할 수 있었다고 한다.
4.4. 그리드 핀 (Super Heavy)
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이 쪽도 날개와 비슷한 역할을 하지만 형태와 쓰임이 스타쉽의 날개와 다르기 때문에 차별화된 명칭을 쓴다. 이것은 팰컨 9에 붙어있는 것과 같은 것으로 형태는 같고 크기만 다르다.
이 그리드 핀(Actuating Grid Fin)이란 것은 길거리에서 흔히 보이는 배수구 스텐철망 (클라우드 픽)과 똑같이 생긴 것으로 총 4개의 그리드 핀이 로켓 위쪽에 부착된다. 그리드 핀은 어느정도 두깨가 있어서 안 쪽의 많은 구멍으로 공기가 흐르면서 각도에 의해 공기의 저항을 만드는 원리이다. 아주 작은 날개가 많이 한꺼번에 붙어있는 효과를 내기 때문에 느린 속도에서는 제어가 힘들지만 속도가 빠를수록 작은 움직임만으로도 쉽게 제어가 가능하다. 팰콘 9의 경우 대기권 경계선에서 낙하속도가 붙기 시작해 중간에 엔진감속까지 시속 약 8,500km까지 올라가는데 이 속도에서는 기존의 날개가 버티지 못하므로 이런 형태로 만들어진 것이기도 하다. [20]
이 그리드 핀의 제어도 테슬라 자동차에서 쓰이는 모터와 배터리가 쓰였다. 팰컨 9이나 슈퍼헤비나 배면이라는 개념이 없고 공기가 존재하는 곳에서만 쓰이기에 작은 날개만으로도 충분히 자세를 잡을 수 있다. 때문에 어느 방향으로 낙하해도 제어가 가능하도록 4개의 그리드 핀을 장착하고 펼침과 회전에 계열사의 자동차에 쓰이던 모터와 배터리를 사용한 것이다. 이미 신뢰성과 경제성이 입증된 것들이므로 최상의 선택.
아울러 슈퍼헤비를 착륙시키는 데도 그리드 핀이 사용될 것으로 예고되었다.
5. 기체 개발현황
5.1. 스타십
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[21]
5.2. 슈퍼헤비
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[25]
최신 정보는 이곳에서 얻을 수 있다.
6. 개발 및 테스트
6.1. 개발 연혁
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- 2016년 9월 27일: 랩터 엔진의 첫 연소시험이 진행되었다.
- 2016년 9월 27일: 2016 IAC에서 ITS가 공개되었다.
- 2017년 9월 29일: 2017 IAC에서 ITS의 수정 버전인 BFS/BFR이 공개되었다.
- 2018년 9월 18일: dearMoon 프로젝트와 BFR의 수정 버전이 공개되었다.
- 2018년 11월 19일: BFS의 명칭이 공식적으로 스타십(Starship)이 되었다. 부스터 BFR은 슈퍼헤비(Super Heavy).
- 2018년 12월 23일: 일론 머스크가 스타십 호퍼가 제작되고 있음을 확인하였다.
- 2019년 2월 3일: 첫 실물 랩터 엔진(SN1)의 연소시험이 진행되었다.
- 2019년 4월 6일: 스타십 호퍼와 랩터엔진이 연소시험을 진행하였다.
- 2019년 7월 26일: 스타십 호퍼가 첫 20m 호핑에 성공하였다.
- 2019년 8월 28일: 스타십 호퍼가 마지막 150m 호핑에 성공하였다.
- 2019년 9월 28일: 스타십 Mk.1이 텍사스 보카치카 공장에서 완성되었으며 일론 머스크가 스타십의 변경사항 및 향후 계획을 발표했다.
- 2019년 11월 21일: 스타십 Mk.1 우주선이 지상에서 연료 탱크 테스트 도중 폭발하여 폐기되었다.
- 2020년 2월 28일: 스타십 SN1 기체가 압력 테스트 도중 폭발하였다.
- 2020년 4월 3일: 스타십 SN3 기체가 압력 테스트 도중 폭발하였다.
- 2020년 4월 26일: 스타십 SN4 기체가 극저온 압력 테스트를 최초로 통과하였다.
- 2020년 5월 6일: 스타십 SN4 기체가 완성된 스타십 탱크 형태로는 최초로 정적연소시험을 통과했다.
- 2020년 5월 29일: 스타십 SN4 기체가 연소시험 도중 폭발하였다.
- 2020년 6월 24일: 연료탱크의 압력 테스트용 SN7의 폭발 실험을 진행했다.
- 2020년 8월 5일: 스타십 SN5 기체가 150m 호핑에 성공하였다.
- 2020년 9월 3일: 스타십 SN6 기체가 150m 호핑에 성공하였다.
- 2020년 9월 23일: 연료탱크의 압력 테스트용 SN7.1의 폭발 실험을 진행했다.
- 2020년 12월 10일: 스타십 SN8의 12.5km 고고도 비행 테스트를 진행했다. 비행은 성공했으나 착륙 실패로 폭발했다.
- 2021년 1월 27일: 연료탱크의 압력 테스트용 SN7.2 의 폭발 실험을 진행했다.
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큰 그림 그리기를 좋아하는 스페이스X답게 스타십의 아이디어는 팰컨 9 시험비행을 막 성공했던 2010년부터 있었다. 일론 머스크 자신도 이 당시 '''거대 팰컨 로켓(Big Falcon Rocket)[26]'''을 구상 중이라는 말을 한 바 있으며, 팰컨 9 1단 부스터 3대를 단순히 이어붙인 팰컨 헤비를 넘어서 아예 페어링과 부스터를 더 굵게 재설계하는 Falcon-X와 그 헤비 버전인 Falcon-X Heavy와 동시에 구상되었다. 또한 멀린-1 엔진을 대체할 멀린-2 엔진[27]을 추가 개발하여 기존 팰컨 9도 멀린-2 엔진 하나만 단 버전을 만들려 했다. 멀린-2 엔진이 완성되면 Falcon-X는 3엔진 부스터로, Falcon-XX는 6엔진 부스터로 제작될 예정이었다.
표를 해석하자면 실제 팰컨 9의 지름은 3.6m[28], Falcon-X 계열은 각 부스터당 지름이 6m, 그리고 Falcon-XX 계열은 각 부스터당 지름이 '''10m'''에 이르도록 설계되었다. 더 충격적인 점은 Falcon-XX 역시 헤비버전을 기획했으며 지구 저궤도에 '''434톤(!)'''이나 올릴 수 있는 괴물로 계획되었다는 점이었다.
이때까지만 해도 스페이스X가 구상 중이던 정체불명의 초대형 발사체 계획을 보고 우주덕들은 물론 전문가들조차도 김칫국 마신다고 까곤 했다. 하지만...
===# 2016년 #===
2010년의 Falcon-XX는 버려지지 않고 현실성을 반영하여 천천히 재설계되었고, 6년 뒤인 2016년 보다 현실적인 컨셉인 '''ITS (Interplanetary Transportation System)'''가 되어 돌아왔다. 최초로 대중에 공개된 버전인 ITS는 높이 122m, 직경 12m로 로켓 역사에서 비교 대상을 찾을 수 없는 초거대 로켓이었다. 로켓은 메탄 (CH4)을 연료로 사용하며, 1단 부스터는 42개의 랩터 엔진[29]으로 128 MN 정도의 추력을 가지며 지구 저궤도 수송 능력은 약 450톤, 기체를 회수하지 않을 경우 약 550톤에 달하는 무시무시한 성능을 가진 로켓으로 설계되었다. #
===# 2017년 #===
2017년 9월 29일에 개최된 IAC에서 일론 머스크는 ITS에서 디자인을 크게 변경한 새로운 기체를 공개했다. 이때부터 ITS라는 명칭을 버리고 본래 별명이었던 BFR (Big Falcon Rocket)을 정식 명칭으로 사용하기 시작했다. 주요 변경점은 새로 추가된 델타 윙과 기체 사이즈가 높이 106m, 직경 9m로 줄어든 점이다. 1단 부스터의 랩터 엔진 수는 31개로 줄었고 1단 추력과 저궤도 수송능력 역시 52.7 MN과 150톤으로 크게 감소했다.#
===# 2018년 #===
- 2월 9일: 민간인 달 관광 계획인 #dearmoon 프로젝트의 세부 정보를 발표하는 자리에서 일론 머스크는 다시 한 번 설계를 변경한 새로운 BFR을 선보였다. 직경은 9m로 그대로지만 높이가 118m 로 길어졌고, 1단의 추력 역시 61.8 MN으로 증가했다. 그러나 2단의 크기가 커지면서 중량이 증가한 탓에 저궤도 수송 능력은 약 100톤으로 감소했다. 하지만 필요에 따라 엔진을 추가로 장착해 최대 82 MN의 추력을 낼 수 있는 확장성을 갖추었기 때문에 최대 수송 능력은 그 이상이었다.#
- 7월 1일: 텍사스의 보카 치카(Bocca Chica) 지역에 있는 스페이스X 호퍼 시험장에 삼각 지붕 구조물이 들어섰고 그 옆에 큰 물탱크 비스무리한 게 지어지는 게 포착되었다. 근데 이게 지름 9m짜리로 판명되면서[30] 물탱크가 아닌 스타십(혹은 스타십 호퍼)의 연료탱크인 것으로 추측되었고 우주덕들이 급 관심을 보이기 시작한다.#
- 11월 19일: 일론 머스크는 트위터를 통해 BFR이라는 이름 대신 1단 부스터는 Super Heavy, 2단은 Starship으로 명명했음을 밝혔다. 이어서 11월 25일에는 기체의 재료에 큰 변경사항이 있었으며, 탄소섬유 대신 금속을 사용할 것이라는 글을 트윗했다. 이후 새로운 금속 재료의 정체는 합금 조성을 달리 한 스테인리스 스틸로 밝혀졌다. 상대적으로 열에 강한 스테인리스 스틸 덕분에 일반적으로 우주선에 사용되는 내열타일은 필요하지 않으며, 동체의 미세한 구멍을 통해 연료를 분사하여 열차폐를 하는 시스템을 장착한다고 밝혔다.#
- 12월 14일: 동년 12월에는 팰컨 9의 착륙 테스트베드였던 그래스호퍼와 비슷한 역할을 할 스타십 호퍼가 공개되었다. 실기체와는 다르게 랩터 엔진이 3기만 장착되어 있고 외관도 그렇게 깔끔하게 마감되지 않은 데에다 대충 성조기만 붙인 꼴이었지만 궤도비행은 하지 않을 예정이라 크게 문제없다고 한다.
2단 디자인에 큰 변화가 있었는데, 기존의 델타 윙과 착륙용 다리를 제거하고 아래쪽 세 개의 날개[31]가 대기 진입 시 감속과 착륙용 지지대 역할을 겸하게 되었다. 또한 기존 BFR 2단이 4개의 진공 엔진과 2개의 해수면 엔진을 가진 것과 달리 신형 BFR은 설계 단순화와 비용 절감을 위해 해수면 엔진만 단독으로 7개가 장착된다.#
===# 2019년 #===2018년 말 발표된 최신식 열차폐 시스템은 기술의 단순화를 위하여 폐기되었으며, 육각형 세라믹 타일 + 스테인레스의 뛰어난 반사력이 주 방열 요소가 된다. 또한 랩터 엔진의 장착개수가 변경되었으며 특히 본체인 스타십 우주선의 경우 성능 향상을 위해 해수면 엔진 7개 장착이라는 기존 계획을 변경하여 해수면엔진 3개, 진공엔진 3개를 장착하기로 결정되었다. 총 LEO 페이로드는 약 150톤이 되었다.
당초 스페이스X는 스타호퍼 테스트를 2019년 초부터 시작하려 하였다. 그러나 '''허리케인으로''' 분리해두었던 스타호퍼의 상단부 커버가 넘어져서 찌그러지고 하단부도 강풍에 박살나면서 2개월 가까이 지연되었고 2월에 겨우 하부 구조물만 복구하였다.[32] 이후 2월 말에 랩터 엔진의 예연소기(프리버너) 테스트를 성공했고, 4월에는 랩터 엔진의 연소 테스트에 성공하였으며 이 때 스타호퍼는 땅에 쇠사슬로 묶여 있었지만 최대한 떠올랐다.
- 5월 10일: 스페이스X는 팰컨 9에 2단 로켓 대신 ‘미니 BFR’을 달아 스타십의 축소판 프로토타입으로 재돌입 및 착륙 실험을 진행하려 계획하였다. 그러나 2019년 5월 이 계획을 번복하고 대신에 훨씬 더 과감하게 SSTO 테스트 비행계획을 발표하였다. 페이로드를 싣지 않는 대신 깡통 스타십을 Super Heavy 부스터 없이 SSTO로 발사하여 궤도 비행 및 재돌입, 그리고 착륙을 테스트한다는 것이다. SSTO 테스트에 사용될 스타십은 텍사스의 보카 치카와 플로리다의 케이프 커내버럴에서 동시에 제작 중이며 유력한 SSTO 발사장은 케네디 우주센터의 LC-39A 발사장 근처에 임시 발사장을 지을 것으로 예상된다.#
- 7월 25일: 이례적으로 스트리밍까지 하면서 쇠사슬을 장착하지 않은 채로 스타호퍼 20m 부양 시험을 진행했으나 떠오르게 하는데 실패했다. 하지만 이로부터 몇 시간 뒤에 재진행한 시험에서 성공을 거두었다. 영상 첫 호핑이 성공적으로 진행된 후 스페이스X는 트위터로 200m 호핑 테스트를 8월 13일 즈음에 진행하겠다고 발표했지만# FAA에서 비행 허가를 내주지 않아 한국 시각 8월 27일, 28일에서야 200m였던 목표 고도를 150m로 수정해 테스트를 진행할 수 있었다.#
- 8월 27일: 27일에 진행된 첫 시도에서는 카운트다운 후 엔진 점화가 되지 않아 문제 수정 후 28일에 다시 한 번 도전, 성공적으로 이륙해 150m까지 올라간 후 옆에 마련된 착지 장소에 무사히 안착했다. 스타호퍼는 이 비행을 끝으로 텍사스 보카 치카와 플로리다 코코아 지역에서 만들어지고 있는 Mk.1, Mk.2 궤도 비행 프로토타입들에게 이후의 시험 비행을 넘겨주고 퇴역했다. 현재 스타호퍼는 보카치카 스타십 발사장 근처에서 물탱크, 레이더, 방송용 스피커, 그 외 자잘한 임무를 수행중이다.
머스크의 트위터에 따르면 이후 10월에 Mk.1 프로토타입으로 20km 상공까지 올라갔다가 오는 것을 목표로 잡고 있다.#
- 9월 29일: 2019년 9월 29일 예정된 스타십 관련 중대발표 하루 전날인 28일, 스타십 프로토타입 Mk.1이 완성되었다.#
- 11월 20일: 그러나 2019년 11월 20일, 지상 압력시험 도중 Mk.1이 폭발하는 사고가 발생했다.# 이미 후속기가 제작되고 있었기 때문에 Mk.1은 폐기하기로 결정했는데 트위터에서 우주개발 전문 유튜버 Everyday Astronaut이 일론 머스크에게 Mk.1 부품을 재활용한 테슬라 사이버트럭의 제작을 건의하였고 일론 머스크가 이 제안을 흔쾌히 승낙하여 그 가능성이 점쳐지고 있다. 일단 원자재 자체는 똑같은 스테인리스 재질이라 가공할 시간만 주어진다면 충분히 가능하다.#
Mk.1의 실패 이후 당초 Mk.3으로 예상되었던, 스테인리스 마감이 더 깔끔한 우주선 부품이 조립되기 시작했다. 1월에 작업을 개시한 해당 우주선을 스타십 SN1이라고 명명했으며, 2월 20일경에 SN1의 동체 대부분이 완성되었고 압력 테스트 후 노즈콘 조립, 그리고 날개와 랜딩기어 장착만이 남았다.
- 2월 28일: 그러나 2월 28일 SN1이 압력 테스트에서 폭발이 발생하면서 개발 일정이 또 한번 꼬였다. 향간에는 2020년 내 궤도비행 공약이 이행하기 힘들겠다는 말이 나오고 있다.
일단은 일론 머스크는 SN2의 테스트가 성공적이며 SN3 및 SN4에 대한 계획이 이미 준비중이라고 밝혔다.#
- 2월 30일: 본격적인 프로토 타입인 SN1이 2월 말에 압력 테스트 중에 파괴되면서, 다른 프로토타입인 SN2는 극저온 테스트를 위해 고안된 프로토타입 제품으로 해체되어, 동일한 극저온 테스트를 통과했다. 하지만 본격적인 프로토타입인 SN3는 텍사스 보카치카에 있는 스페이스X의 발사대에서 극저온 테스트 도중 다시 한번 굴복했다.#
- 4월 3일: SN3가 조립되어 시험을 거치던중 붕괴되었다. 우주 개발 역사의 기준으로는 그야말로 순식간에 다시 개선 버전을 만들긴 했지만, 여전히 부족한 모습을 보여주었다.#
- 5월 6일: SN4가 정적연소시험에 성공했다.#
- 5월 29일: SN4가 연소시험 도중 폭발했다.[33] ||
- 7월 1일: SN5가 극저온 테스트를 성공했다.#
- 7월 31일: SN5가 연소시험에 성공했다. 이제 곧 150m 호핑을 시도한다고 일론 머스크가 밝혔다.#
- 8월 4일: SN5가 150m 호핑에 성공했다. 이번 시험에는 1개의 랩터 엔진만 사용되었다. 발사과정에서 발사대 일부가 파손되었고 랩터 엔진에 불이 붙는 이상 현상이 발견되었다. 일론 머스크는 발사 절차를 매끄럽게 하기 위해 몇 번의 비행이 더 있을 예정이라고 밝혔다.[37]#
- 8월 24일: SN6가 연소시험에 성공했다.#
- 9월 3일: SN6가 150m 호핑에 성공했다. SN5 호핑과 비슷했지만 이번에는 발사대가 파손되지 않았다. 머스크는 SN5보다 부드럽고 빠르게 이륙하여 가동되었다고 한다.[38]#
- 9월 5일: 스타십 우주선에 사용될 진공형 랩터엔진이 공개되었다.#
- 9월 23일: SN7.1 탱크가 파열 압력 테스트를 진행했다. 탱크는 SN7의 경우와 같이 의도적으로 폭발했다.
SN8은 15km 정도의 호핑을 위해 준비 중이고, 스페이스x는 스타십의 새로운 다리를 개발하기 위해 노력하고 있다. 일론 머스크에 따르면 스타십 다리의 V1.1 버전은 기존대비 최대 60% 더 길고, V2.0 버전은 팰컨처럼 더 넓고 더 커질 것이라고 했다. #
슈퍼 헤비의 첫 프로토타입이 조립되고 있다. 슈퍼 헤비를 위해 대형 high bay를 건설 중이고 곧 완공 직전이어서 이제부터 슈퍼 헤비의 개발이 본격적으로 시작될 것 같다.#
슈퍼 헤비의 첫 프로토타입이 조립되고 있다. 슈퍼 헤비를 위해 대형 high bay를 건설 중이고 곧 완공 직전이어서 이제부터 슈퍼 헤비의 개발이 본격적으로 시작될 것 같다.#
- 10월 22일: SN8에 노즈콘이 장착되어 시험기체가 완전한 모습을 갖추었다.#
- 11월 10일: SN8이 단일 엔진 연소시험에 성공했다. 완전한 스타십 기체로써 첫 연소시험이다. 노즈콘이 추가되면서 헤더 탱크가 생겼는데, 헤더 탱크의 연료를 이용하여 지구 재진입에 사용될 엔진을 테스트 한 것이다. 테스트 도중 불꽃이 튀었지만 SN8에는 손상이 없어서 심각하지 않은 것으로 보인다.#
- 11월 13일: 11월 13일, SN8의 세 번째 연소시험이 진행되었다. 지난 테스트와 마찬가지로 불똥이 튀었으며, 직후 기체 하부에서 불명의 액체가 흘러나오고 상부 탱크 압력이 비정상적으로 치솟아 심각한 기체 손상이 우려되었으나 다행히 노즈콘 파열판이 정상적으로 작동되어 큰 손상은 일어나지 않았다. #
추후 문제 원인이 밝혀졌는데, 발사대의 콘크리트 바닥이 노후화되어 엔진 가동 2초 후 조각조각으로 부서졌다고 한다. 파편 일부가 날아가 엔진 케이블을 손상시켰고, 이것이 랩터 엔진을 정지시켰다. #
망가진 엔진은 현지시각 14일 오전에 교체되었다. ##
망가진 엔진은 현지시각 14일 오전에 교체되었다. ##
- 11월 24일: 지난 연소시험에서 파괴된 랩터 엔진을 교체한 후 SN8의 4번째 연소시험이 진행되었다. 불꽃이 이리저리 날리던 이전 연소시험과는 달리 깔끔하게 진행되었다.
일론 머스크는 연소시험은 성공적이였으며, 다음에는 SN8의 15km 시험비행을 진행하면서 기체의 여러 기능을 테스트해볼 것이라고 했다.#
한국 시간기준 12월 8일 23시,SN8의 12.5 km 시험비행이 이루어진다고 한다. 다만 실제로는 준비과정으로 인해 9일에 발사가 진행될 예정으로 보인다.#
한국 시간기준 12월 8일 23시,SN8의 12.5 km 시험비행이 이루어진다고 한다. 다만 실제로는 준비과정으로 인해 9일에 발사가 진행될 예정으로 보인다.#
- 12월 9일: SN8의 높은 고도 테스트(41,000 feet/12.5 km)가 이루어졌는데, 엔진점화 1.3초 후 랩터엔진에서 검은 연기와 섬광이 튀어 자동으로 엔진가동이 중단됐다. 엔진 내부부품에 문제가 있었던 것으로 추정. 이 테스트 전 일론 머스크는 이미 2, 3번 정도는 실패할 수 있다는 언급을 했기에 추후에 문제를 수정한 후 다시 테스트에 들어갈 것으로 예상된다. ##
- 12월 10일: SN8의 고고도 비행 테스트가 이루어졌다.[39] 랩터 엔진 3기가 동시에 점화된 후 상승하였고, 목표고도에 다다른 후 일론 머스크의 말대로 3개의 엔진중 1개씩 꺼가며 감속했다.[40] 영상에서도 볼 수 있듯이 엔진이 한개씩 꺼질때 마다 남은 엔진들이 균형을 잡기위해서 각도를 재빨리 바꾸는 것이 나타난다. 목표 고도에 도달 후 플립 기동[41] 후 플립 제어 테스트에 성공해 착륙 지점까지 정확히 낙하[42]했으며, 착륙 직전 엔진을 점화해 다시 스타쉽을 세웠다.
문제는 그 이후 점화된 2개의 엔진 중 하나는 연소 중 꺼지면서 추력 부족으로 지면으로 격돌, 폭발했다.[43] 또한 착륙 다리가 펴지지 않은 것으로 보인다.
하지만 이번 테스트는 착륙을 제외한 모든 과정이 성공적이었고 필요한 모든 데이터를 얻었다. # 착륙 도중 엔진이 꺼진 이유도 명확하기 때문에 다음 SN9에서는 이 부분을 보완할 것으로 예상되며 그만큼 테스트 성공확률은 올라갈 것이다.
최후에 남은 한개의 엔진에서 초록불을 내뿜은 이유는 엔진 내부의 구리 성분 때문이다. 착륙 중 연료 헤더탱크 내부의 압력이 낮아져 연소중인 엔진 하나가 꺼졌고, 두 엔진에 들어가야 할 산소가 자동으로 하나의 엔진에 집중되었다. [44] 따라서 정상보다 많은 양의 산소가 한 쪽 엔진에 몰아넣어졌고 이렇게 만들어진 과잉 산소+연료의 혼합물이 설계된 범위보다 더 높은 온도에서 연소하기 시작하면서 엔진이 폭주해 엔진 내부도 안쪽부터 파괴되기 시작했다. 이 때 엔진을 구성하던 구리 부품들이 녹아서 불타버린 결과가 저 녹색불이다. 이렇기에 일반적으로 로켓엔진에서 녹색불은 실패를 의미한다. 결국 안전한 착륙에 필요한 최소추력이 확보되지 못했고 착륙은 실패로 끝났다. 이것 빼고는 모든 테스트가 의도한 대로 끝났기에 다음 버전에서 엄청난 발전을 할 가능성이 커졌다.#
하지만 이번 테스트는 착륙을 제외한 모든 과정이 성공적이었고 필요한 모든 데이터를 얻었다. # 착륙 도중 엔진이 꺼진 이유도 명확하기 때문에 다음 SN9에서는 이 부분을 보완할 것으로 예상되며 그만큼 테스트 성공확률은 올라갈 것이다.
최후에 남은 한개의 엔진에서 초록불을 내뿜은 이유는 엔진 내부의 구리 성분 때문이다. 착륙 중 연료 헤더탱크 내부의 압력이 낮아져 연소중인 엔진 하나가 꺼졌고, 두 엔진에 들어가야 할 산소가 자동으로 하나의 엔진에 집중되었다. [44] 따라서 정상보다 많은 양의 산소가 한 쪽 엔진에 몰아넣어졌고 이렇게 만들어진 과잉 산소+연료의 혼합물이 설계된 범위보다 더 높은 온도에서 연소하기 시작하면서 엔진이 폭주해 엔진 내부도 안쪽부터 파괴되기 시작했다. 이 때 엔진을 구성하던 구리 부품들이 녹아서 불타버린 결과가 저 녹색불이다. 이렇기에 일반적으로 로켓엔진에서 녹색불은 실패를 의미한다. 결국 안전한 착륙에 필요한 최소추력이 확보되지 못했고 착륙은 실패로 끝났다. 이것 빼고는 모든 테스트가 의도한 대로 끝났기에 다음 버전에서 엄청난 발전을 할 가능성이 커졌다.#
- 12월 12일: 곧 이어서 SN9의 고고도 비행 테스트가 이루어질 것으로 예측되었고 운이 좋으면 연내 볼 수 있으리라는 의견도 있었는데, 12월 12일 지지대 붕괴로 인해 격납고 벽에 기대 쓰러져 있는 모습이 발견되었다. # 동영상 7:40초부터 오른 쪽 날개를 자세히 보여주는데 손상범위는 그리 크지 않은 것 같다. 쓰러질 때 강한 충격을 받았다면 격납고 벽도 무사하지 못했을테지만 보기에 멀쩡하고, 스타쉽 노즈콘의 손상범위도 크지 않은 것으로 보이기에 복구는 그리 길지 않을 것이라 예상되지만 연내 비행 테스트는 그만큼 불투명해졌다.#
- 12월 23일: 드디어 SN9이 런치패드 B에 올라갔다.
바람에 의해 옆으로 쓰러지는 바람에 스타십의 위 아래 날개가 손상된 것으로 밝혀졌으나 몸체에는 별다른 손상이 없었기에 날개교체만으로 임무수행이 가능할 것으로 보였다.
아래쪽 날개는 아랫부분이 약간 찌그러진 것 이외에는 괜찮았지만, 위쪽 날개는 대부분 우그러진 상태였기에 완전교체로 가닥을 잡았고 21일 날개교체를 완료했다. 그리고 다른 곳은 문제가 없었는지 이날 바로 런치패드로 옮겨졌다.
보카치카 해변과 도로의 통제예정에 Primary가 12월 28일, Secondary가 12월 29일로 예정되어 있는 것을 보면, 큰 이변이 없는 한 이 때 SN9의 테스트가 시작될 것으로 보인다. ##
아래쪽 날개는 아랫부분이 약간 찌그러진 것 이외에는 괜찮았지만, 위쪽 날개는 대부분 우그러진 상태였기에 완전교체로 가닥을 잡았고 21일 날개교체를 완료했다. 그리고 다른 곳은 문제가 없었는지 이날 바로 런치패드로 옮겨졌다.
보카치카 해변과 도로의 통제예정에 Primary가 12월 28일, Secondary가 12월 29일로 예정되어 있는 것을 보면, 큰 이변이 없는 한 이 때 SN9의 테스트가 시작될 것으로 보인다. ##
- 12월 30일: SN9가 29일 가압 테스트 통과 후, 30일에 극저온 테스트를 통과했다. 이날 추가로 RCS 테스트도 진행했다.#
- 1월 1일: 슈퍼헤비의 착륙과정에 큰 변화가 생겼다. 이전 계획에서는 팰컨 9과 같이 다리를 펴서 발사대 근처에 착륙 후, 발사대 측면의 크레인으로 다시 발사대에 잡아 올릴 예정이었다. 그러나 재정비를 위한 시간과 비용, 로켓 자체무게를 줄이기 위해 다리를 삭제하고 자세제어에만 쓰일 예정이었던 그리드 핀을 착륙에도 사용하기로 결정했다.
아직 구체적인 정보가 나오지 않아 많은 추측이 나오고 있는데, 현재로서는 그리드 핀을 펼친 상태로 발사대에 있는 걸개에 옷걸이 걸듯이 거는 방식으로 착륙시키는 방안이 가장 현실성이 있어 보인다.
현재의 그리드 핀의 크기와 내구성으로는 로켓의 무게를 버틸 수 없어서 일단 디자인과 사이즈를 변경할 것으로 예상되며, 걸개 역할을 할 발사대와 크레인도 디자인에 많은 변화가 예상된다. 또한 착륙 프로세스에도 변화가 예상되는데 일단 팰컨 9에서 쌓였던 착륙 데이터와 노하우를 전혀 사용할 수 없기에 따로 이부분만 테스트를 진행해야 하는 어려움이 생겼다. 해상착륙은 물론 다른 발사장의 이용도 못하게 된 것은 덤. 이렇게 되면 슈퍼헤비는 반드시 보카치카 발사장으로 돌아와야 해서 지구를 중심으로 옆으로 많이 날아가야 하는 프로젝트에는 쓰이지 못할 가능성도 생겼다. 게다가 만약 착륙 시도중 사고라도 나면 다른 일반 발사장보다 복구하는 데에 비용과 시간이 2, 3배는 더 들어가게 생겼다.
스타쉽 프로젝트는 화성 뿐만이 아닌 기존의 팰컨 9을 대체할 목적도 있는 만큼, 이대로 끝까지 진행된다 하더라도 다리가 따로 붙어있는 슈퍼헤비 버전을 만들 가능성이 다분하다.#
현재의 그리드 핀의 크기와 내구성으로는 로켓의 무게를 버틸 수 없어서 일단 디자인과 사이즈를 변경할 것으로 예상되며, 걸개 역할을 할 발사대와 크레인도 디자인에 많은 변화가 예상된다. 또한 착륙 프로세스에도 변화가 예상되는데 일단 팰컨 9에서 쌓였던 착륙 데이터와 노하우를 전혀 사용할 수 없기에 따로 이부분만 테스트를 진행해야 하는 어려움이 생겼다. 해상착륙은 물론 다른 발사장의 이용도 못하게 된 것은 덤. 이렇게 되면 슈퍼헤비는 반드시 보카치카 발사장으로 돌아와야 해서 지구를 중심으로 옆으로 많이 날아가야 하는 프로젝트에는 쓰이지 못할 가능성도 생겼다. 게다가 만약 착륙 시도중 사고라도 나면 다른 일반 발사장보다 복구하는 데에 비용과 시간이 2, 3배는 더 들어가게 생겼다.
스타쉽 프로젝트는 화성 뿐만이 아닌 기존의 팰컨 9을 대체할 목적도 있는 만큼, 이대로 끝까지 진행된다 하더라도 다리가 따로 붙어있는 슈퍼헤비 버전을 만들 가능성이 다분하다.#
- 1월 7일: SN9 랩터엔진의 연소시험이 진행됐다. 하지만 기대한 수준의 결과가 나오지 않아 재연소 시험을 할 예정이다.
일론 머스크의 트위터에 의하면 이번 SN9의 특징은 CH4 헤더탱크에 헬륨을 주입한다는 것이다. 이는 예전 SN8에서 일어났던 사고 [45]를 방지하기 위한 것이다. 일론 머스크가 로켓 발사에 있어서 Helium-Free를 선언한 바도 있고, 일단은 임시방편의 성격이 짙다.
앞으로 어떤 방법으로 헤더탱크의 내부압력을 유지할지는 현재 개발팀과 계속 협의중으로 SN15 이후에나 적용될 것이다.#
앞으로 어떤 방법으로 헤더탱크의 내부압력을 유지할지는 현재 개발팀과 계속 협의중으로 SN15 이후에나 적용될 것이다.#
- 1월 10일: SN6가 최종 분해됐다. 저렇게 분해된 걸로 봐서는 다른 목적으로 활용될 일이 없는 듯 하다.
MK.1의 경우 분해된 스테인레스 강판을 테슬라 사이버 트럭에 사용할 예정으로 이미 일부분이 제작공정에 들어가 있는 상태인데 SN6도 이와 마찬가지 이유로 스크랩됐을 가능성이 높다. 재질도 MK.1와 같기 때문에 추가비용이 들어가는 일도 없을 듯. 그 외 파괴되거나 못쓰게 된 여분의 스레인레스 재료들은 제련소로 들어가 스테인레스 강판의 원재료가 된다.
SN12, SN13, SN14가 취소되고 SN15로 통합된다.
즉 SN11의 테스트 이후 바로 SN15의 테스트로 이어지고 그 사이에 이루어질 예정이었던 설계변경도 모두 SN15 이후 버전부터 적용된다. 예를 들어 CH4 헤더탱크의 압력유지에 필요한 새로운 솔루션과, 스테인레스 강판두께의 변경 [46], 지금까지 짧은 강판을 이어붙여 제작되던 노즈콘에 길다란 강판을 적용, 그 외 업그레이드 사항도 모두 SN15부터 시작된다.#
SN12, SN13, SN14가 취소되고 SN15로 통합된다.
즉 SN11의 테스트 이후 바로 SN15의 테스트로 이어지고 그 사이에 이루어질 예정이었던 설계변경도 모두 SN15 이후 버전부터 적용된다. 예를 들어 CH4 헤더탱크의 압력유지에 필요한 새로운 솔루션과, 스테인레스 강판두께의 변경 [46], 지금까지 짧은 강판을 이어붙여 제작되던 노즈콘에 길다란 강판을 적용, 그 외 업그레이드 사항도 모두 SN15부터 시작된다.#
- 1월 14일: SN9의 연소시험이 세 번 연속으로 진행되었다. 일론 머스크는 앞서 트위터로 SN9의 랩터 엔진 3개 중 2개가 교체가 필요한 상태라고 밝혔다. # 이에 따라 SN9에 장착되어 있던 랩터 엔진 SN44가 분리되어 조립동으로 옮겨졌다. 엔진 교체 뒤에는 또다시 연소시험을 통과해야 하므로 발사에는 시간이 더 걸릴 것으로 예상된다.
엔진 교체 후의 연소시험이 1월 20일, SN8 때보다 줄어든 10Km 높이 비행테스트가 1월 25일에 이루어질 예정이다.#
- 1월 23일: 22일에 이은 재시도이다. 이번에는 몇 초에 달하는 긴 연소시간을 보여 테스트에 성공한 것으로 보인다.#
- 1월 24일: 취소된 SN12 하부 돔의 해체가 시작되었다.#
- 1월 25일: SN9의 시험비행이 예정되어 있었으나 고고도 테스트를 할 수 없을 정도의 짙은 안개와 강한 바람으로 결국은 중단됐다. #
- 1월 27일: 두께를 4mm에서 3mm로 줄인 스테인레스 스틸을 사용한 CH4 연료탱크의 압력테스트가 실시되었다.
압력테스트인 만큼 가스나 공기로 실험해도 될 것 같지만 벤팅(Venting)한 것을 보면 실제 메탄을 사용한 것으로 보인다. 이 테스트 결과에 따라 재질의 두께를 그냥 4mm로 둘지 3mm를 사용할지 결정될 것이며, 실제 설계변경은 SN17 이후에나 가능할 예정이다.
- 1월 28일: SN9의 시험비행이 또다시 중단됐다.
강한 바람과 안개 등 기상상황도 좋지 않았지만 무엇보다 FAA의 승인을 받지 못했던 이유가 크다. FAA는 현 단계에서 스타쉽의 고고도 테스트가 적절치 않았다고 봤으며 만약 착륙에 실패할 경우 강한 바람에 의해 주변 마을에 피해를 줄 수 있다는 의견이 있었다. 결국 고고도 테스트는 다음 날로 미루어졌다.
- 1월 29일: SN9의 시험비행이 또다시 중단됐다. 스타쉽의 모든 준비가 끝나고 각종 장비와 주위 마을사람들까지 대피한 상태였으나 끝까지 FAA의 승인이 나지 않아 결국 이 날의 테스트는 모두 중단됐다. FAA가 승인을 거부한 이유는 밝혀지지 않았다.
스페이스X 측은 다음주 월요일(2월1일)에 다시 고도 10km 시험비행을 실시할 예정이다.
- 1월 29일: SN10이 HighBay에서 나와 발사장으로 이동해 런치패드 A에 올라갔다.
스케줄 상으로 한 번에 두 대의 스타쉽이 발사장에 나란히 올라갈 예정은 없었으나, 예상보다 늦어진 SN9의 테스트와 다음 버전의 스타쉽, 슈퍼헤비 부스터를 위해 하나 밖에 없는 High Bay를 비워줘야 했다. 스타쉽의 착륙 정확도가 굉장히 높으므로 SN9의 착륙과정으로 인한 손상은 거의 없을 것으로 보이며 시험비행의 실시간격도 줄일 수 있어 이 날 발사장으로 이동된 것으로 판단된다.#
- 2월 2일: 29일 FAA의 승인문제로 진행되지 못했던 SN9의 10km 고고도 비행 테스트가 이날 진행되었다. SN9은 순조롭게 발사되어 고고도에 도달한 뒤 정상적으로 하강했다. 하지만 이전 SN8과 마찬가지로 착륙 과정에서 문제가 발생했는데, 착륙 과정에서 착륙에 쓰이는 2개의 랩터 엔진중 하나가 정상적으로 점화 되지 않아 플립 기동[47]에는 성공했으나 감속이 제대로 이루어지지 않아 지면에 충돌했고, 폭발하였다.#
- 2월 8일: SN10의 초냉각압력테스트가 진행됬다. 결과는 성공적으로 끝났다.
- 2월 14일: 일론 머스크가 트윗으로 밝히길, SN10의 착륙가능성은 60%로 최초로 SN8의 착륙가능성이 33%이하였던걸 생각하면 많이 올라갔다.
- 2월 25일: 고장이 의심된 랩터 엔진 1기을 교체한 SN10의 2번째 연소시험이 진행되었으며, 성공적으로 진행되었다.#
7. 회의적인 시선
스타십에 대한 회의적인 의견을 보내는 이들은 로켓이나 로켓 급유 아이디어보다도 '''100+명'''을 태운다는 야망을 두고 비현실적이라 여기는 편이다. 적어도 초기에는 잘해야 베테랑 우주인들이 주축이 된 십수 명 이하에 그칠거라는 전망이 많다. 초도비행 같은 경우야 당연히 그럴 수밖에 없을 거라고 봐줄 수 있다. 하지만 문제는, 이 100+명의 승객들이 표 값을 내는 것은 다시 말해 100+명에게서 시스템 유지비용과 화성 식민지 유지비용을 챙긴다는 말이기 때문.
화성으로의 출발시기가 26개월 주기로 고정되어 있는 한계상 자주 쏘지는 못한다면 비용을 분담할 승객을 많이 낚아야 하고, 이를 통해 규모의 경제를 완성한다는 아이디어인데, 이 말은 반대로 생각하면 승객을 확보하지 못할 경우 사업 전체가 망한다는 말이다. 또한 이들 승객들이 모두 우주인급으로 훈련을 받는다고 치면 그 비용은 어떻게 충당할 것[48]이며, 설령 우주인급 훈련을 실시하지 않는다면 100+명에 달하는 승객을 어떻게 통제할 것이며 화성 식민지는 '어떻게' 경영할지도 문제인데, 화성 식민지 경영과 유지 등에 있어서는 NASA의 HI-SEAS 프로젝트 등으로 막 초기 연구를 진행하는 상황이라 언젠가는 해법이 나오긴 할 테지만 이 100+명의 승객을 안전하게 훈련시키고 안전하게 통제한다는 것은 보통 문제가 아니다.
또한 기술적으로도, 슈퍼 헤비 부스터는 무려 31개의 로켓을 사용하는데 이 수많은 로켓들의 제어가 매우 어렵고 위험하다는 것은 이미 세르게이 코롤료프가 N1 로켓을 통해 피흘려가며 증명했다. 물론 N1의 시대에 비해 컴퓨터 제어 기술이 훨씬 발달하긴 했지만 그래도 위험하긴 마찬가지다. 하지만 일론 머스크는 다량의 엔진이 이점이라고 주장한다. 과거와 달리 항공전자 장비가 강화되어 몇몇 엔진이 발사 중 정지해도 실시간으로 추력을 변화시켜 궤도에 오를 수 있다고 한다.[49] 또한 스타십의 구조재로 스테인레스 스틸을 사용하는 것도 유인우주선 역사상 처음인데, 지상 시험기들의 잇따른 폭발로 인해 스테인레스 스틸이 과연 로켓 발사를 견뎌낼만한 구조재인지도 점점 우려가 커지고 있다.
이러다 사고 한 번이라도 터지면? 옛날 STS-51-L이나 STS-107 참사로 셔틀은 2년 이상을 진상규명과 재발방지 대책 마련에 몰두해야 했고, 안전성 확대비용은 높아지고 냉전 끝나자 일거리는 줄어서 발사 횟수도 매우 줄어들며 1회당 발사비용은 치솟았다. 7명이 죽어나갔을 때도 이렇게 사업 전체가 흔들렸는데, 세자릿수 승객이 탄 우주선이 우주공간에서 영 좋지 않은 꼴을 당한다면? 스페이스X가 망하는 건 둘째치고 우주산업계 전체가 황폐화할 수도 있다. 그렇게 위험부담과 변수가 많고 많은 화성 진출 프로젝트를 아폴로 17호 이후 저궤도도 못 벗어나본 마당에 10년 내로 성공한다면 오히려 대단한 것이다. 컬럼비아 참사 진상조사단이 보고서에서 언급했듯, 우주여행은 우리가 살아있는 동안 항공산업 수준으로 안전해질 리 없으며 앞으로도 우주로 가고 싶으면 너무도 많은 것을 걸어야 한다.
다만 일론 머스크가 지금껏 살면서 이룬 업적들을 생각한다면 과한 염려라는 주장도 있다. 비록 공약한 것보다 2~4년 정도 늦곤 했지만 모든 이들이 불가능하다고 한 것을 모두 이뤄냈기 때문에 이러한 SF스러운 계획에도 실현 가능성이 있다는 것이다. 로켓의 착륙 및 재발사라는 개념 또한 5년 전까지만 해도 모두가 허황된 소리라고 믿었지만 팰컨 9와 팰컨 헤비를 통해 실현된 바 있다.
가장 큰 차이는 우주왕복선은 세금으로 운영되던 정부 사업이었고 스페이스X의 스타십은 민간 사업이라는 것이다. 일감 문제는 심지어 국제우주정거장이 폐업하는 극단적인 상황에도 로켓을 계속 쏘아올릴 수 있도록 스타링크라는 발사 수요를 직접 만들어버렸다. 사업 계획에 따르면 현재 지구상의 궤도에 떠 있는 전 세계의 위성을 모두 합한 것 보다도 세 배는 더 많은 통신위성을 이 프로젝트 하나 만을 위해 발사할 예정이다. 손익분기점 달성 가능성도 높은지라 지금 문제가 되는건 돈이 아니라 저궤도의 하늘 전체를 일론 머스크 혼자서 전세를 내버리는 것이 과연 옳은 일인가 하는 질문이 될 수준이다. 우주경쟁을 하는 소련이 없어도, 열강 국가들의 자존심인 국제우주정거장이 사라져도 정부 도움 하나도 받지 않고 로켓 그 자체로 시장 가치를 만들어내겠다는 포부인 셈이다.
우주선 폭발사고가 가끔 일어난다고 해도 지원자가 있다면 민간 사업은 계속 유지될 수 있다. 이를테면 유인우주선 정도는 웃어넘길 수준의 위험성이 있는 윙슈트[50]의 부상 위험과 사망률은 경악스러운 수준이지만 장비 판매업자와 여행사는 영업을 계속 해나가고 있다. FX 마진 거래나 옵션 거래처럼 높은 사고 위험을 감수하더라도 소비자가 큰 가치를 얻을 수 있다고 기대한다면 시장거래는 절대 사라지지 않는다. 국가 기관 수준에서 전쟁도 아닌 과학 연구에서 이런 리스크를 감수한다는건 유권자와 납세자가 용납하기 힘들기 때문에 이런 식으로는 사업이 진행될 수 없지만 민간 사업은 아직 상당한 리스크에도 불구하고 소비자가 있고 기업 주주들이 납득할 수 있을 정도의 사업 유지가 가능한 매출을 달성해 낸다면 사업 자체는 어떻게든지 지속적으로 작동할 수 있다.
좀 더 과격하지만 쉽게 이야기하자면, '''목숨을 걸더라도 200~2000만원 정도에 우주여행 한번 해볼래?, 위험한 게 싫으면 NASA나 로스코스모스에 20억 내고 가든가.''' 식의 홍보문구에 '해볼래' 라고 말하는 사람들이 존재한다면 충분히 가능한 모델이라는 것이다. 어쨌든 선택은 소비자(소비주체)가 하는 거니까. 위험한 게 걱정되면 그냥 서비스를 이용하지 않으면 그만이다.
조금 다른 이야기지만, GM대우의 다마스는 가벼운 교통사고에도 완전히 납작해져서 탑승객이 죽어나가는 차량이지만[51], 그 저렴한 구입/운영비용(신차 기준 800만원, 중고차는 70만원이면 어쨌든 엔진으로 굴러가는 자동차 한 대 구할 수 있다는 그 저렴함) 때문에 영세 자영업자들에 의한 수요가 꾸준히 넘쳐난다. 결국 안전과 생명도 일종의 매우 소중한 '가치' 중 하나일 뿐이며, 그 가치를 희생한(위험) 댓가로 충분한 Trade-off(동급 서비스/재화 대비 매우 저렴한 가격, 또는 직업의 경우 위험수당 등)가 제공된다면 충분히 사업 가능한 모델이 된다. 당장 다마스만 해도 고속도로에서 엎어지는 날엔 차체는 반으로 접히고 사람은 오체분시가 되겠지만 오늘도 대한민국에서 경제성을 위해 위험을 감수하고 그 차를 끌고 고속도로에 오르는 사람들은 충분히 많다. 그러다 몇 달에 한 번 즈음
이런 험악한 짤이 뉴스에 나기도 하지만 다마스는 여전히 잘 팔린다.
마찬가지로 몇 년에 한번 쯤 우주선이 폭발하고 떼죽음을 당하더라도 소유즈 및 SLS 대비 그걸 묻어버릴 정도로 충분한 매우 높은 경제성이 있다면 도덕적으로는 몰라도 사업적으로는 성공할 수도 있는 것이다. 회의론자들도 최소한 화물용도로는 성공할 가능성이 높다고 보고 있다. 폭발해도 인명보다는 리스크가 덜하니. 다만 우주관광이란 거 자체가 어느 수준의 메리트가 있을 지는 생각해 봐야 될 문제이기는 하다. 자동차는 있으면 생활이 매우 윤택해지므로 위험을 감수할 동기가 있지만 우주여행은... 글쎄?
NASA의 역할은 기업들이 수익에만 눈이 멀어 충분히 할 수 있는 안전관리를 소흘히 한다던가 현 수준에선 모든 기업들이 최소한 이 정도는 당연히 준수해야 한다고 여겨지는 가장 기본적인 안전기준을 지키지 않는다던가 하는 영역에서의 감시와 규제가 될 것이고 산업의 규모가 커져갈수록 이 역할의 중요성은 증대될 것으로 보인다. 즉 현재 미국 연방항공청이 항공 운송 분야에서 담당하는 역할이 NASA의 새로운 업무가 될 수 있다는 것이다.
8. 여담
보카치카에 스타쉽 전용 우주센터를 짓기까지 많은 문제가 있었으나 그 중 특히 주변에 사는 주민들을 설득하는 것이 가장 큰 문제였다. 이는 아직 진행형이며 보카치카 상황을 전달하는 NASASpaceflight 유튜브 채널에 매일같이 올라가는 동영상을 찍는 사람도 이 주민의 한 사람이다.
이러한 문제를 인터뷰한 매체가 있으며 내용을 보면 이들이 현재 가지고 있는 고민과 고통을 잘 대변해주고 있다. #
[1] 스타십 자체도 SSTO로 활용 가능하긴 하지만, 미션 수행을 위해서는 슈퍼헤비의 역할이 필수적이다.[2] 효율적 미션 수행을 위해 실제로는 100 ~ 125t 정도를 탑재할 것으로 보인다. [3] GTO나 달 천이궤도, 화성 호먼궤도 등 더 바깥으로 나가는 궤도의 경우 저궤도에서 스타십 탱커로 공중급유를 해서 연료를 가득 채우면 중량제한이 무색해지기 때문에 최근에는 굳이 명시하지 않는다.[4] 재급유 없는 단독발사의 경우. 착륙을 위해 1800m/s가량의 ΔV를 남겨두어야 하기 때문의 재활용을 포기하고 발사하는 팰컨 헤비의 26t보다 적다.[5] 시험 비행이다.[6] 그도 그럴게 나사의 SLS 로켓도 저궤도 수송량 100톤급을 노리고 개발중이다.[TVC장착] A B C TVC장착[7] NASA가 오리온이랑 도킹하여 화성까지 보낼 보급용 모듈. 대개는 ISS 모듈들의 개량판이지만 미션 종류에 따라 여러가지 패키지가 제안되고 있다. NASA는 새로 만드는 오리온과 달리 보급용으로는 BFR 같은 완전 듣도보도 못한 신형 패키지를 만들지는 않을 예정이라 아직은 천천히 이것저것 끼워넣어가면서 연구만 하는 중이다. 반면 SLS를 까는 과학자들은 발사체에만 목매지 말고 이런 보급선에도 투자되기를 바라고 있다.[8] 머스크는 이 물건을 표현하면서는 Space"craft"가 아닌 Space"SHIP"이라는 표현을 강조하고 있다.[9] 화성의 대기성분의 90%이상인 이산화탄소를 반응시켜 얻거나, 대기 중 메탄을 모아서 정제한다. 이 기술에 대한 연구는 2000년대 초반에 시작해서 현재 완료단계에 있다. (In-Situ Resource Utilization (ISRU))[10] payload는 LUVOIR 우주 망원경[11] 상업 발사용, 즉 페어링에 페이로드를 담고 발사되는 팰컨 9 및 팰컨 헤비를 대체한다. 이것 이외에도 로봇 팔이나 그물 등을 설치하면 우주 쓰레기 처리나 인공위성 회수, 나아가 행성간 여행도 가능한 능력을 살려 고궤도 우주망원경 수리까지 가능할 것으로 보인다. 사실 이쯤 되면 대량의 화물을 한번에 궤도에 올리면서 재사용까지 되는, 모든 부분에서 우주왕복선의 부활이라 봐도 무방해진다. 고전적인 로켓의 형태인지라 그 특이한 형상으로 인해 일어났던 참사들이 벌어질 확률이 획기적으로 낮아진 건 덤.[12] 드래곤 화물선 및 크루 드래곤을 대체한다. 다만 국제우주정거장의 크기가 축구장 크기에, 그마저도 거주모듈은 훨씬 작아 Starship이 상용화되면 아예 민간 우주정거장(과학적 목적보다는 우주 호텔이나 리조트 등 상업적인 목적으로)을 건설하게 될 지도 모른다. 애초에 국제우주정거장 2호를 짓는다 해도 Starship의 크고 아름다운 페이로드 정격중량을 이용해 지을 게 뻔해 보인다. [13] 제임스 웹 우주 망원경을 직접적으로 언급한 것은 그 크기가 매우 크다는 점도 있겠지만, 라그랑주점이라는 멀리 떨어진 곳으로 발사된다는 점과 NASA의 대표적인 돈지랄이라는 점을 노린 저격으로도 보인다. [14] 2016년 9월 26일, ITS 공개에 앞서 연소 시험에 성공했다. 엔진추력은 하나당 250톤(약 2500KN). 다단식 연소 사이클이다.[15] 9월에 트위치에서 발표한 새로운 정보에 의하면 랩터엔진의 수가 초기 37개였던 엔진수가 31개로 줄었고 그 후 다시 28개로 줄어들었다. 스타쉽 테스트 덕에 계속 성능개선이 이루어지고 있으므로 추후에 더욱 줄어들 여지가 크다. 엔진배치는 상하좌우로 짐벌링이 가능한 7개의 엔진이 가운데, 나머지 고정된 21개 엔진이 원형으로 배치된다.[16] 어디까지나 상대적인 의미. 몇 달 몇 년씩 기다릴 것이 없다는 의미에서 우주개발의 전례에 비하면 '즉시'라 할 만하다뿐이지, 말 그대로 자동차처럼 기름 넣고 바로 출발하는 식의 '즉시'는 아니다.[17] 아무리 스테인리스 소재라 하더라도 겨우 3mm두께로 어떻게 로켓의 외형이 유지되느냐는 의문을 품을수있지만 일단 스타십의 연료탱크 및 외벽의 재료인 304L스틸은 총알을 막아내는 내구도를 가진데다가 로켓 연료탱크의 내부 압력이 연료탱크 안쪽으로 받는 힘에 대해서 내성을 가지게한다. 마치 공기로 꽉 찬 풍선을 생각하면 이해가 쉽다.[18] 덧붙이자면 KSLV-I 나로에 사용된 1단 연료탱크의 두께는 2mm로 스타십의 연료탱크가 절대 얇은두께가 아니다[19] 원래는 Landing burn인데 Suicide burn이라 하는 이유는, 팰컨 9이 착륙할 때 쓰는 엔진의 추력이 로켓의 무게를 넘을만큼 강해서 호핑을 할 수 없기 때문이다. 이런 이유로 호핑이 안되고, 이게 안되면 결국 엔진추력을 계산해서 정확한 타이밍에 점화해야 로켓이 다시 떠오르거나 지면에 격돌하지 않기 때문에, 이 극악한 난이도가 마치 스스로 불지옥행 열차를 타러간다는 듯 하여 Suicide burn의 유래가 되었다.[20] 일반 여객기의 속도가 1,000km가 안되는 것을 생각하면 대충 얼마나 빠른지 예상이 될 것이다. [21] 2021년 1월 16일 기준[22] 현재 물탱크, 레이더, 방송용 스피커로 사용중[23] flying watertank (날으는 물탱크)라는 별명이 있었다..[A] A B C D 실기체 아님[R] 다른 목적으로 재활용예정[24] 폭발할때까지 가압했지만 폭발까지는 아니고 살짝 금이가 내용물이 샜다. 현재 수리후 다시 사용할지 또는 폐기할지 결정중. [C] A B C 임무 취소 됨 [25] 12월 20일 기준[26] '혹은 X나게 큰 로켓(Big F*cking Rocket)'이라고 덧붙이기도 했다. 현재의 스타십 역시 이 별명으로도 불린다. [27] 멀린-1 엔진 9대의 추력을 낼 수 있어서 팰컨 9의 엔진을 하나로 줄일 수 있으리라 기대되었다. [28] 도로를 통한 운송을 용이하게 하기 위해 일부러 이 정도 크기로 맞춘 듯 하다. [29] 2010년에 계획되었던 멀린-2 엔진의 대체품으로 보인다. [30] 스타십의 동체 직경이 9m로 계획 중이다. [31] 양력을 발생시키는 구조가 아니기 때문에 엄밀히 말하면 날개가 아니다.[32] 이 때문에 하부 구조물만으로 호핑 시험을 진행하였는데 이 하부구조물이 빼도박도 못하게 '''물탱크에 날개를 단 모습'''이었던지라 우스갯소리로 나오던 '날으는 물탱크'라는 말을 반쯤 별명으로 부르는 사람들이 늘어났다.[33] 이 날은 드래곤 V2의 2차 발사일 이틀 전이기도 하다.[34] 스타십 프로토타입을 제작하기 위해 301스테인리스 스틸에서 304L로 전환하고 있다. [35] 지구를 초음속으로 도는 여행에도 이용한다.[36] 폭발 이후 보스턴 다이나믹스가 개발한 로봇 개 spot이 나타났다.[37] 생김새 때문에 날아다니는 사일로(Flying Silo)라는 별명이 붙었다.[38] 아래 영상이 처음 업로드되었을 때 제목이 “Starlink SN6 150m Flight Test”였기 때문에, 관리자가 오타를 낸 것을 놀리는 댓글이 많다. [39] 발사는 1:48:00부터[40] 실제상황에서는 순간추력을 위해 항상 풀파워로 가동하기 때문에 엔진에 파워컨트롤 유닛은 넣지 않는다. 이번에는 테스트를 위해 고고도에서 느린 속도로 상승을 멈출 필요가 있었기 때문에 엔진을 하나씩 끈 것이고 멋지게 성공했다.[41] 스타십의 특성상 한쪽 면을 밑으로 향해야 하기에 50도 정도 뒤집는 과정이다. 착륙을 위해 공기층에 진입할 때 높은 공기마찰과 온도를 견디기 위해 겉벽에 세라믹과 도료 처리 등등을 하는데, 모든 면을 두껍게 만들기보다는 한 쪽면만 두껍게 하면 그만큼 무게가 줄어든다. 때문에 스타쉽은 배면을 정해두었고 항상 배면을 아래로 향하게 하기 위해 4개의 날개를 만들었다.[42] 활강이 아닌 낙하인 이유는 활강을 하려면 날개가 앞뒤로도 회전해야 하는데 스타쉽의 날개는 위아래로만 움직이기 때문. 이는 활강할 이유도 없거니와 낙하할 때의 자세와 배면을 아래로 고정시키기만 해도 충분하기 때문이다. 팰컨9은 중간에 되돌아온다는 전제 하에 만들어졌기에 이런 식의 날개는 필요없다.[43] 나머지 하나의 엔진은 아예 점화를 하지 않았는데, 이는 스타쉽을 바로 세우기 위해 42번 엔진을 제외한 2개의 엔진의 각도를 한 쪽으로 몰아주기 위해서이다.[44] 모든 연료탱크는 모든 엔진과 공유된다.[45] 착륙도중 헤더탱크의 압력이 급격하게 낮아져 엔진이 꺼진 사건. 보통 로켓은 항상 위를 향하고 있기 때문에 이를 걱정할 필요는 없었지만, 90도로 누워서 착륙하다가 급격하게 자세를 잡는 스타쉽은 연료의 압력을 일정하게 유지할 방법을 반드시 찾아야 한다. 아마도 스페이스X 개발팀도 SN8 테스트를 통해 처음으로 깨달았을 가능성이 높다.[46] 4mm에서 3mm로 변경[47] 착륙을 위해 수평으로 하강중인 몸체를 수직으로 돌리는 과정[48] 예를 들어 로스코스모스가 십수일 체류할 우주관광객을 뽑으면서 2천만 불을 챙겼고, ESA와 NASA 우주인들에게는 더 많은 인원을 훈련시키면서도 소유즈 한 자리당 7천만 불 이상을 뜯어먹는다. 스페이스X는 이 역시 규모의 경제를 통해 가격을 안정화한다는 계획이겠지만, 다른 훈련도 아니고 우주인 훈련이라는 것이 그렇게 호락호락한 것이 아니라 훈련받다가 건강이나 능력 평가 등에 있어 문제가 생겨서 돈만 퍼주고 우주는 못 가는 사람이 전문 우주인은 물론 우주관광 지망자들 사이에도 부지기수다.[49] 실제로 2020년 3월 18일, 팰컨9로켓 발사 2분 22초 후 9개 엔진 중 1개가 중지됐는데 정상궤도에 올랐다. 그에 따른 추력손실을 보강하기 위해 조금 더 오래 발사하여서 로켓회수는 실패했다. 발사 중계[50] 현존하는 스포츠 중 가장 위험한 스포츠이다. 그 위험성은 프리 솔로 클라이밍(아무 장비 없이 맨몸으로 혼자서 암벽등반 하는 것.)을 뛰어넘어 러시안 룰렛 바로 아래에 위치하는 수준이다.[51] 전면충돌 시뮬레이션 5점 만점에 0점이다. 농담이 아니라 그 차로 40km/h 이상의 속도로 어디 박으면 차체가 반으로 접힌다. 개발도상국용으로 나오는 자동차 모델들도 사정은 다 비슷하다.